ในทัศนศาสตร์เชิงฟิสิกส์หรือทัศนศาสตร์เชิงคลื่นเวกเตอร์โซลิตอน คือ คลื่นเดี่ยวที่มีส่วนประกอบหลายส่วนที่เชื่อมต่อกันและรักษารูปทรงไว้ได้ในระหว่างการแพร่กระจาย โซลิตอนธรรมดาจะรักษารูปทรงไว้ได้ แต่จะมีส่วนประกอบของโพลาไรเซชันเพียงหนึ่งเดียว (สเกลาร์) ในขณะที่เวกเตอร์โซลิตอนมีส่วนประกอบของโพลาไรเซชันที่แตกต่างกันสองส่วน ในบรรดาโซลิตอน ทุกประเภท เวกเตอร์โซลิตอนเชิงแสงได้รับความสนใจมากที่สุดเนื่องจากมีการใช้งานที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสร้างพัลส์ความเร็วสูงพิเศษและเทคโนโลยีการควบคุมแสง เวกเตอร์โซลิตอนเชิงแสงสามารถจำแนกได้เป็นเวกเตอร์โซลิตอนเชิงเวลาและเวกเตอร์โซลิตอนเชิงพื้นที่ ในระหว่างการแพร่กระจายของทั้งเวกเตอร์โซลิตอนเชิงเวลาและเวกเตอร์โซลิตอนเชิงพื้นที่ แม้จะอยู่ในตัวกลางที่มีการหักเหสองทิศทาง โพลาไรเซชันที่ ตั้ง ฉากกันก็สามารถแพร่กระจายไปพร้อมกันเป็นหน่วยเดียวโดยไม่แยกออกจากกัน เนื่องจากมีการปรับเฟสแบบไขว้ ที่แข็งแกร่ง และการแลกเปลี่ยนพลังงานที่สอดคล้องกันระหว่างโพลาไรเซชันทั้งสองของเวกเตอร์โซลิตอน ซึ่งอาจทำให้เกิดความแตกต่างของความเข้มระหว่างโพลาไรเซชันทั้งสองนี้ ดังนั้น เวกเตอร์โซลิตอนจึงไม่ได้มีการโพลาไรซ์เชิงเส้นอีกต่อไป แต่กลับมีการโพลาไรซ์เชิงวงรีแทน

CR Menyuk เป็นคนแรกที่ได้สมการการแพร่กระจายพัลส์แบบไม่เชิงเส้นในใยแก้วนำแสงแบบโหมดเดียว (SMF) ภายใต้การหักเหแสงแบบอ่อน จากนั้น Menyuk ได้อธิบายโซลิตอนเวกเตอร์ว่าเป็นโซลิตอนสองตัว (เรียกให้ถูกต้องกว่าคือคลื่นเดี่ยว) ที่มีโพลาไรเซชันตั้งฉากกันซึ่งแพร่กระจายร่วมกันโดยไม่กระจายพลังงานและยังคงรักษารูปร่างไว้ได้ เนื่องจากปฏิสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นระหว่างโพลาไรเซชันทั้งสองนี้ แม้จะมีการหักเหแสงระหว่างโหมดโพลาไรเซชันทั้งสองนี้ พวกมันก็ยังสามารถปรับความเร็วกลุ่มและถูกกักไว้ด้วยกันได้^{[ 1 ]}

โซลิตอนเวกเตอร์อาจเป็นแบบเชิงพื้นที่หรือเชิงเวลา และเกิดจากการรวมกันขององค์ประกอบโพลาไรซ์ตั้งฉากสองส่วนของสนามแสงเดียว หรือสนามสองสนามที่มีความถี่ต่างกันแต่มีโพลาไรซ์เดียวกัน

ในปี 1987 เมนยุกเป็นคนแรกที่ได้พิสูจน์สมการการแพร่กระจายพัลส์แบบไม่เชิงเส้นในเส้นใยแก้วนำแสงโหมดเดี่ยว (SMF) ภายใต้สภาวะการหักเหของแสงแบบอ่อน สมการสำคัญนี้ได้เปิดสาขาใหม่ของโซลิตอนแบบ "สเกลาร์" ให้แก่นักวิจัย สมการของเขาเกี่ยวข้องกับการปฏิสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้น (การปรับเฟสแบบไขว้และการแลกเปลี่ยนพลังงานแบบสอดคล้องกัน) ระหว่างส่วนประกอบโพลาไรเซชันตั้งฉากสองส่วนของโซลิตอนแบบเวกเตอร์ นักวิจัยได้ค้นพบทั้งคำตอบเชิงวิเคราะห์และเชิงตัวเลขของสมการนี้ภายใต้สภาวะการหักเหของแสงแบบอ่อน ปานกลาง และแม้กระทั่งแบบแรง

ในปี พ.ศ. 2531 Christodoulides และ Joseph ได้ทำนายทางทฤษฎีเป็นครั้งแรกถึงรูปแบบใหม่ของเวกเตอร์โซลิตอนแบบล็อกเฟสในตัวกลางกระจายแสงแบบไบรีฟริงเจนต์ ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อเวกเตอร์โซลิตอนแบบล็อกเฟสลำดับสูงใน SMF โดยมีส่วนประกอบโพลาไรเซชันตั้งฉากสองส่วนที่มีความเข้มเทียบเท่ากัน แม้จะมีไบรีฟริงเจนต์อยู่ โพลาไรเซชันทั้งสองนี้ก็สามารถแพร่กระจายด้วยความเร็วกลุ่มเดียวกันในขณะที่ความถี่กลางของพวกมันเปลี่ยนไป^{[ 2 ]}

ในปี 2000 Cundiff และ Akhmediev พบว่าโพลาไรเซชันทั้งสองนี้สามารถก่อตัวเป็นเวกเตอร์โซลิตอนที่ถูกล็อกด้วยความเร็วกลุ่มได้ และยังสามารถก่อตัวเป็นเวกเตอร์โซลิตอนที่ถูกล็อกด้วยโพลาไรเซชันได้อีกด้วย พวกเขารายงานว่าอัตราส่วนความเข้มของโพลาไรเซชันทั้งสองนี้อาจอยู่ที่ประมาณ 0.25 – 1.00 ^{[ 3 ]}

อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็วๆ นี้ ได้มีการสังเกตพบเวกเตอร์โซลิตอนอีกประเภทหนึ่ง คือ "เวกเตอร์โซลิตอนเหนี่ยวนำ" เวกเตอร์โซลิตอนดังกล่าวมีความแปลกใหม่ตรงที่ความแตกต่างของความเข้มระหว่างโพลาไรเซชันตั้งฉากสองแบบมีขนาดใหญ่มาก (20  dB) ดูเหมือนว่าโพลาไรเซชันที่อ่อนจะไม่สามารถก่อตัวเป็นส่วนประกอบของเวกเตอร์โซลิตอนได้ตามปกติ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการมอดูเลชันแบบไขว้ระหว่างส่วนประกอบโพลาไรเซชันที่แรงและอ่อน "โซลิตอนอ่อน" ก็สามารถก่อตัวขึ้นได้เช่นกัน ดังนั้นจึงแสดงให้เห็นว่าโซลิตอนที่ได้นั้นไม่ใช่ "สเกลาร์" โซลิตอนที่มี โหมด โพลาไรเซชันเชิงเส้นแต่เป็นเวกเตอร์โซลิตอนที่มีความรีขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นการขยายขอบเขตของเวกเตอร์โซลิตอน ทำให้สัดส่วนความเข้มระหว่างส่วนประกอบที่แรงและอ่อนของเวกเตอร์โซลิตอนไม่จำกัดอยู่ที่ 0.25 – 1.0 แต่สามารถขยายได้ถึง 20  dB ^{[ 4 ]}

จากผลงานคลาสสิกของ Christodoulides และ Joseph ^{[ 5 ]}ซึ่งเกี่ยวข้องกับเวกเตอร์โซลิตอนล็อกเฟสลำดับสูงใน SMF เมื่อไม่นานมานี้ได้มีการสร้างเวกเตอร์โซลิตอนล็อกเฟสลำดับสูงที่เสถียรขึ้นในเลเซอร์ไฟเบอร์ โดยมีลักษณะเฉพาะคือ ไม่เพียงแต่ส่วนประกอบโซลิตอนสองส่วนที่มีโพลาไรซ์ตั้งฉากกันจะล็อกเฟสกันเท่านั้น แต่ส่วนประกอบหนึ่งยังมีโปรไฟล์ความเข้มแบบสองยอดอีกด้วย^{[ 6 ]}

ภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่า เมื่อพิจารณาถึงการหักเหของแสงในเส้นใยแล้ว สมการชโรดิงเกอร์แบบไม่เชิงเส้น (NLSE) เพียงสมการเดียวไม่สามารถอธิบายพลวัตของโซลิตอนได้ แต่จำเป็นต้องใช้สมการ NLSE สองสมการที่เชื่อมโยงกัน จากนั้นจึงสามารถหาโซลิตอนที่มีโหมดโพลาไรเซชันสองโหมดได้ด้วยวิธีเชิงตัวเลข

รูปแบบใหม่ของแถบข้างสเปกตรัมได้รับการสังเกตจากการทดลองเป็นครั้งแรกบนสเปกตรัมโซลิตอนที่แยกตามโพลาไรเซชันของเวกเตอร์โซลิตอนแบบล็อกโพลาไรเซชันของเลเซอร์ไฟเบอร์ แถบข้างสเปกตรัมแบบใหม่นี้มีลักษณะเฉพาะคือ ตำแหน่งของแถบข้างสเปกตรัมบนสเปกตรัมของโซลิตอนจะแปรผันตามความแรงของการหักเหของแสงเชิงเส้นในโพรง และในขณะที่แถบข้างสเปกตรัมขององค์ประกอบโพลาไรเซชันหนึ่งมีจุดสูงสุดของสเปกตรัม องค์ประกอบโพลาไรเซชันที่ตั้งฉากกันจะมีจุดต่ำสุดของสเปกตรัม ซึ่งบ่งชี้ถึงการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างองค์ประกอบโพลาไรเซชันที่ตั้งฉากกันสององค์ประกอบของเวกเตอร์โซลิตอน การจำลองเชิงตัวเลขยังยืนยันด้วยว่าการก่อตัวของแถบข้างสเปกตรัมชนิดใหม่นี้เกิดจาก FWM ระหว่างองค์ประกอบโพลาไรเซชันทั้งสอง^{[ 7 ]}

โซลิตอนเวกเตอร์ที่อยู่ติดกันสองตัวสามารถสร้างสถานะผูกพันได้ เมื่อเปรียบเทียบกับโซลิตอนผูกพันแบบสเกลาร์ สถานะโพลาไรเซชันของโซลิตอนนี้มีความซับซ้อนกว่า เนื่องจากการโต้ตอบแบบไขว้ โซลิตอนเวกเตอร์ผูกพันจึงอาจมีแรงโต้ตอบที่แข็งแกร่งกว่ามากเมื่อเทียบกับโซลิตอนแบบสเกลาร์^{[ 8 ]}

โซลิตอนมืด^{[ 9 ]}มีลักษณะเฉพาะคือเกิดจากการลดความเข้มเฉพาะที่เมื่อเทียบกับพื้นหลังคลื่นต่อเนื่องที่มีความเข้มสูงกว่า โซลิตอนมืดแบบสเกลาร์ (โซลิตอนมืดแบบโพลาไรซ์เชิงเส้น) สามารถเกิดขึ้นได้ในเลเซอร์ไฟเบอร์แบบกระจายตัวปกติทั้งหมดที่ล็อกโหมดโดยวิธีการหมุนโพลาไรซ์แบบไม่เชิงเส้น และค่อนข้างเสถียร โซลิตอนมืดแบบเวกเตอร์^{[ 10 ]}มีเสถียรภาพน้อยกว่ามากเนื่องจากการโต้ตอบข้ามระหว่างส่วนประกอบโพลาไรซ์ทั้งสอง ดังนั้นจึงน่าสนใจที่จะศึกษาว่าสถานะโพลาไรซ์ของส่วนประกอบโพลาไรซ์ทั้งสองนี้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร

ในปี 2552 เลเซอร์ไฟเบอร์โซลิตอนมืดตัวแรกประสบความสำเร็จในการสร้างเลเซอร์ไฟเบอร์ที่เจือด้วยเออร์เบียมแบบกระจายตัวปกติทั้งหมดโดยใช้โพลาไรเซอร์ในโพรง จากการทดลองพบว่านอกเหนือจากการปล่อยพัลส์สว่างแล้ว ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม เลเซอร์ไฟเบอร์ยังสามารถปล่อยพัลส์มืดเดี่ยวหรือหลายพัลส์ได้อีกด้วย จากการจำลองเชิงตัวเลข เราตีความการก่อตัวของพัลส์มืดในเลเซอร์ว่าเป็นผลมาจากการสร้างรูปร่างโซลิตอนมืด^{[ 11 ]}

"โซลิตอนสว่าง" มีลักษณะเป็นยอดความเข้มเฉพาะที่อยู่เหนือพื้นหลังคลื่นต่อเนื่อง (CW) ในขณะที่โซลิตอนมืดมีลักษณะเป็นการลดลงของความเข้มเฉพาะที่อยู่ใต้พื้นหลังคลื่นต่อเนื่อง (CW) "เวกเตอร์โซลิตอนมืดสว่าง" หมายความว่าสถานะโพลาไรเซชันหนึ่งเป็นโซลิตอนสว่างในขณะที่โพลาไรเซชันอื่นเป็นโซลิตอนมืด^{[ 12 ]}มีการรายงานเวกเตอร์โซลิตอนมืดสว่างใน DBVS เชิงพื้นที่ที่เชื่อมต่อกันแบบไม่สอดคล้องกันในตัวกลางที่กระจายแสงเองและ DBVS คลื่นสสารในคอนเดนเซตสองชนิดที่มีปฏิสัมพันธ์การกระเจิงแบบผลักกัน^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}แต่ไม่เคยได้รับการตรวจสอบในด้านใยแก้วนำแสง

การใช้เลเซอร์ไฟเบอร์โพรงไบรีฟริงเจนท์ สามารถสร้างเวกเตอร์โซลิตอนเหนี่ยวนำได้เนื่องจากการเชื่อมโยงข้ามระหว่างส่วนประกอบโพลาไรเซชันตั้งฉากสองส่วน หากโซลิตอนที่แข็งแกร่งเกิดขึ้นตามแกนโพลาไรเซชันหลักหนึ่งแกน โซลิตอนที่อ่อนแอจะถูกเหนี่ยวนำตามแกนโพลาไรเซชันตั้งฉาก ความเข้มของส่วนประกอบที่อ่อนแอในเวกเตอร์โซลิตอนเหนี่ยวนำอาจอ่อนแอมากจนไม่สามารถสร้างโซลิตอนใน SPM ได้ด้วยตัวเอง ลักษณะของโซลิตอนประเภทนี้ได้รับการจำลองทางตัวเลขและยืนยันโดยการทดลอง^{[ 16 ]}

โซลิตอน แบบเวกเตอร์ที่กระจายพลังงานสามารถเกิดขึ้นได้ในโพรงเลเซอร์ที่มีการกระจายตัวสุทธิเป็นบวก และกลไกการก่อตัวของมันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นร่วมกันระหว่างการกระจายตัวของโพรงปกติ ผลกระทบ Kerr แบบไม่เชิงเส้นของเส้นใยโพรง การอิ่มตัวของอัตราขยายเลเซอร์ และการกรองแบนด์วิดท์อัตราขยาย สำหรับโซลิตอนแบบดั้งเดิม มันเป็นความสมดุลระหว่างการกระจายตัวและความไม่เชิงเส้นเท่านั้น แตกต่างจากโซลิตอนแบบดั้งเดิมโซลิตอนแบบเวกเตอร์ที่กระจายพลังงานมีการเปลี่ยนแปลงความถี่อย่างมาก ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าโซลิตอนแบบเวกเตอร์ที่นำทางอัตราขยายแบบล็อกเฟสสามารถเกิดขึ้นได้ในเลเซอร์ไฟเบอร์หรือไม่ โซลิตอนแบบเวกเตอร์ที่กระจายพลังงานแบบหมุนโพลาไรเซชันหรือแบบล็อกเฟสสามารถเกิดขึ้นได้ในเลเซอร์ไฟเบอร์ที่มีการกระจายความเร็วกลุ่มของโพรงปกติสุทธิขนาดใหญ่ นอกจากนี้ โซลิตอนแบบเวกเตอร์ที่กระจายพลังงานหลายตัวที่มีพารามิเตอร์โซลิตอนเหมือนกันและการล็อกโหมดฮาร์มอนิกกับโซลิตอนแบบเวกเตอร์ที่กระจายพลังงานแบบดั้งเดิมยังสามารถเกิดขึ้นได้ในเลเซอร์ไฟเบอร์แบบล็อกโหมดแบบพาสซีฟด้วย SESAM ^{[ 17 ]}

ในโซลิตอนแบบสเกลาร์ โพลาไรเซชันเอาต์พุตจะเป็นเชิงเส้นเสมอเนื่องจากการมีอยู่ของโพลาไรเซอร์ภายในโพรง แต่สำหรับโซลิตอนแบบเวกเตอร์ สถานะโพลาไรเซชันสามารถหมุนได้ตามอำเภอใจ แต่ยังคงล็อกกับเวลาเดินทางรอบโพรงหรือจำนวนเต็มเท่าของเวลาดังกล่าว^{[ 19 ]}

ในโซลิตอนเวกเตอร์ลำดับสูง ไม่เพียงแต่ส่วนประกอบโซลิตอนสองส่วนที่มีโพลาไรซ์ตั้งฉากกันจะล็อกเฟสกันเท่านั้น แต่ส่วนประกอบหนึ่งยังมีโปรไฟล์ความเข้มแบบสองยอดอีกด้วย โซลิตอนเวกเตอร์ลำดับสูงที่ล็อกเฟสกันหลายตัวที่มีพารามิเตอร์โซลิตอนที่เหมือนกันและการล็อกโหมดฮาร์มอนิกของโซลิตอนเวกเตอร์ก็ได้รับในเลเซอร์เช่นกัน การจำลองเชิงตัวเลขยืนยันการมีอยู่ของโซลิตอนเวกเตอร์ลำดับสูงที่เสถียรในเลเซอร์ไฟเบอร์^{[ 6 ]}

เมื่อเร็วๆ นี้ พบว่าโซลิตอนเวกเตอร์แบบเฟสล็อกมืด-มืดนั้นพบได้เฉพาะในเลเซอร์ไฟเบอร์ที่มีการกระจายตัวเป็นบวกเท่านั้น ส่วนโซลิตอนเวกเตอร์แบบเฟสล็อกมืด-สว่างนั้นพบได้ในเลเซอร์ไฟเบอร์ที่มีการกระจายตัวเป็นบวกหรือลบก็ได้ การจำลองเชิงตัวเลขยืนยันผลการสังเกตเชิงทดลอง และยังแสดงให้เห็นเพิ่มเติมว่าโซลิตอนเวกเตอร์ที่สังเกตได้นั้นเป็นโซลิตอนผนังโดเมนโพลาไรเซชันแบบเฟสล็อกสองประเภทตามที่ทำนายไว้ในทฤษฎี^{[ 20 ]}

นอกเหนือจากกระจกดูดซับแบบอิ่มตัวของสารกึ่งตัวนำ (SESAM) แบบดั้งเดิม ซึ่งใช้ควอนตัมเวลล์หลายชั้นของสารกึ่งตัวนำ III–V ที่ปลูกบนตัวสะท้อนแสงแบบกระจายแบร็ก (DBR) แล้ว นักวิจัยจำนวนมากได้หันมาสนใจวัสดุอื่นๆ ในฐานะตัวดูดซับแบบอิ่มตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจาก SESAM มีข้อเสียหลายประการ ตัวอย่างเช่น SESAM ต้องการระบบการผลิตที่ซับซ้อนและมีราคาแพงในห้องปลอดเชื้อ เช่น การตกตะกอนไอสารเคมีอินทรีย์โลหะ (MOCVD) หรือการปลูกผลึกด้วยลำแสงโมเลกุล (MBE) และในบางกรณีจำเป็นต้องมีกระบวนการกำจัดพื้นผิวเพิ่มเติม การฝังไอออนหนักพลังงานสูงเป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างจุดบกพร่องเพื่อลดเวลาการฟื้นตัวของอุปกรณ์ (โดยทั่วไปไม่กี่นาโนวินาที) ให้อยู่ในระดับพิโควินาทีซึ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานการล็อกโหมดเลเซอร์พัลส์สั้น เนื่องจาก SESAM เป็นอุปกรณ์สะท้อนแสง การใช้งานจึงถูกจำกัดเฉพาะโครงสร้างโพรงเชิงเส้นบางประเภทเท่านั้น

โครงสร้างโพรงเลเซอร์แบบอื่นๆ เช่น การออกแบบโพรงวงแหวน ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์โหมดส่งผ่านแสง ซึ่งมีข้อดี เช่น การเพิ่มอัตราการทำซ้ำเป็นสองเท่าสำหรับความยาวโพรงที่กำหนด และมีความไวต่อความไม่เสถียรที่เกิดจากการสะท้อนน้อยลงเมื่อใช้ตัวแยกแสงนั้น ไม่สามารถทำได้เว้นแต่จะใช้ตัวหมุนเวียนแสง ซึ่งจะเพิ่มการสูญเสียในโพรงและความซับซ้อนของเลเซอร์ นอกจากนี้ SESAM ยังมีขีดจำกัดความเสียหายทางแสงต่ำอีกด้วย แต่ยังไม่มีวัสดุดูดซับแบบอิ่มตัวทางเลือกอื่นใดที่สามารถแข่งขันกับ SESAM สำหรับการล็อกโหมดแบบพาสซีฟของเลเซอร์ไฟเบอร์ได้

เมื่อไม่นานมานี้ ด้วยคุณสมบัติการดูดซับแบบอิ่มตัวในท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว (SWCNTs) ในย่านอินฟราเรดใกล้ที่มีเวลาการฟื้นตัวจากการอิ่มตัวที่รวดเร็วมากประมาณ 1 พิโควินาที นักวิจัยได้ประสบความสำเร็จในการสร้างตัวดูดซับแบบอิ่มตัวที่มีประสิทธิภาพชนิดใหม่ ซึ่งแตกต่างจาก SESAMs ทั้งในด้านโครงสร้างและการผลิต และนำไปสู่การสาธิตเลเซอร์ใยแก้วเจือเออร์เบียม (EDF) ที่มีคาบเวลาพิโควินาทีหรือต่ำกว่าพิโควินาที ในเลเซอร์เหล่านี้ ตัวดูดซับแบบอิ่มตัว SWCNT ที่เป็นของแข็งถูกสร้างขึ้นโดยการตกตะกอนโดยตรงของฟิล์ม SWCNT บนพื้นผิวแก้วเรียบ พื้นผิวสะท้อนแสง หรือปลายหน้าตัดของใยแก้วนำแสง อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติไครัลที่ไม่สม่ำเสมอของ SWNTs ก่อให้เกิดปัญหาโดยธรรมชาติสำหรับการควบคุมคุณสมบัติของตัวดูดซับแบบอิ่มตัวอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ การมีอยู่ของกลุ่มและพันกันของ SWNTs อนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยา และการเกิดฟองอากาศ ทำให้เกิดการสูญเสียที่ไม่สามารถอิ่มตัวได้สูงในโพรง แม้ว่าตัวกลางที่เป็นพอลิเมอร์จะสามารถหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ได้ในระดับหนึ่งและทำให้การรวมอุปกรณ์ทำได้ง่ายก็ตาม ยิ่งไปกว่านั้น ภายใต้พัลส์อัลตร้าชอร์ตที่มีพลังงานสูง จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่เกิดจากผลกระทบของโฟตอนหลายตัว ซึ่งทำให้เสถียรภาพในระยะยาวของตัวดูดซับลดลง

กราฟีนเป็นชั้นอะตอมคาร์บอนสองมิติ (2D) ชั้นเดียวที่เรียงตัวกันเป็นโครงสร้างตาข่ายหกเหลี่ยม แม้ว่าในรูปฟิล์มเดี่ยวจะเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีช่องว่างพลังงานเป็นศูนย์ แต่ก็พบว่าเช่นเดียวกับท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังเดี่ยว (SWCNT) กราฟีนก็มีการดูดซับแบบอิ่มตัวเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากไม่มีช่องว่างพลังงาน การดูดซับแบบอิ่มตัวจึงไม่ขึ้นกับความยาวคลื่น จึงเป็นไปได้ที่จะใช้กราฟีนหรือวัสดุคอมโพสิตกราฟีน-พอลิเมอร์ในการสร้างตัวดูดซับแบบอิ่มตัวที่มีช่วงความถี่กว้างสำหรับการล็อกโหมดเลเซอร์ ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อเปรียบเทียบกับ SWCNT เนื่องจากกราฟีนมีโครงสร้างสองมิติ จึงควรมีการสูญเสียที่ไม่สามารถอิ่มตัวได้น้อยกว่ามากและมีเกณฑ์ความเสียหายที่สูงกว่ามาก ที่จริงแล้ว ด้วยเลเซอร์ใยแก้วที่เจือด้วยเออร์เบียม เราสามารถเริ่มต้นการล็อกโหมดด้วยตนเองและปล่อยพัลส์โซลิตอนที่มีเสถียรภาพด้วยพลังงานสูงได้สำเร็จ

เนื่องจากคุณสมบัติการดูดซับแบบไอโซโทรปิกที่สมบูรณ์แบบของกราฟีน โซลิตอนที่เกิดขึ้นจึงถือได้ว่าเป็นเวกเตอร์โซลิตอน วิวัฒนาการของเวกเตอร์โซลิตอนภายใต้ปฏิสัมพันธ์ของกราฟีนยังคงไม่ชัดเจนแต่น่าสนใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากเกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างคลื่นแสงแบบไม่เชิงเส้นกับอะตอม [ ^{21 ] [ 22 ] [ 23 ] ซึ่ง}ได้รับการเน้นย้ำใน Nature Asia Materials ^{[ 24 ]}และ nanowerk ^{[ 25 ]}

นอกจากนี้ กราฟีนชั้นอะตอมยังมีคุณสมบัติการดูดซับแบบอิ่มตัวที่รวดเร็วมากซึ่งไม่ไวต่อความยาวคลื่น ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นตัวล็อกโหมดแบบ "เต็มแบนด์" ได้ มีการแสดงให้เห็นในเชิงทดลองแล้วว่า ด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์โซลิตอนแบบกระจายพลังงานที่เจือด้วยเออร์เบียมซึ่งล็อกโหมดด้วยกราฟีนชั้นบางๆ สามารถสร้างโซลิตอนแบบกระจายพลังงานที่มีการปรับความยาวคลื่นอย่างต่อเนื่องได้มากถึง 30  นาโนเมตร (1570  นาโนเมตร-1600  นาโนเมตร) ^{[ 26 ]}

• โซลิตัน
• เลเซอร์ไฟเบอร์
• ระบบไม่เชิงเส้น
• คอมแพ็กตันโซลิตอนที่มีฐานรองรับขนาดกะทัดรัด
• คลาโปติส
• คลื่นประหลาดอาจเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้อง
• ออสซิลลอน
• พีคอน (Peakon)โซลิตอนที่มีจุดสูงสุดที่ไม่สามารถหาอนุพันธ์ได้
• คิวบอล โซลิตอนที่ไม่ใช่เชิงทอพอโลยี
• โซลิตอน (เชิงทอพอโลยี)
• โซลิตอน (ทัศนศาสตร์)
• แบบจำลองโซลิตอนของการแพร่กระจายกระแสประสาท
• โซลิตอนเชิงพื้นที่
• คลื่นเดี่ยวในตัวกลางแบบแยกส่วน
• เลขควอนตัมเชิงทอพอโลยี
• สมการไซน์-กอร์ดอน
• กราฟีน
• สมการชโรดิงเกอร์แบบไม่เชิงเส้น